JP2015127689A - 外観検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子部品13の側面11、11a、12、12aである検査面を、照明手段31、31a、32、32aで照らし、撮像手段14、14aによって撮像して外観検査を行う外観検査装置10において、照明手段31、31a、32、32aは、検査面に対向して配置され、検査面と照明手段14、14aの間に配置され、照明手段31、31a、32、32aが照射した光の一部を透過させて検査面に送り、検査面で反射した光の一部を反射して、検査面の外観を撮像手段14、14aの画像に収めるビームスプリッタ33、33a、34、34aを備え、照明手段31、31a、32、32aが照射する光は拡散して、ビームスプリッタ33、33a、34、34aに入射する。
【選択図】図1
Description
特許文献1には、複数のミラーを用いて光の進行方向を変え、照明によって照らされた電子部品(半導体素子)の側部の外観を撮像手段(カメラ)で撮像する装置が開示されている。
特許文献2には、球面状に並べられた複数の照明によって、ハーフミラー越しに、電子部品(被検査物)の表面を照らし、ハーフミラーで反射した電子部品からの反射光を、撮像手段で撮像する装置が記されている。
そのため、検査面に対する照明環境のばらつきを抑制することは、外観検査の精度を向上させるために重要である。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、電子部品の検査面に対する照明環境のばらつきを抑制して、外観検査を行う外観検査装置を提供することを目的とする。
従って、第1、第2の発明に係る外観検査装置は、電子部品の検査面に対して様々な角度で進行する光を、電子部品の検査面に送ることができるので、電子部品の検査面に対する照明環境のばらつきを抑制した上で、外観検査を行うことが可能である。
図1〜図4に示すように、本発明の一実施の形態に係る外観検査装置10は、電子部品13の側面11、11a、12、12aを、照明手段31、31a、32、32aでそれぞれ照らし、撮像手段14、14aによって撮像して外観検査を行う装置である。以下、詳細に説明する。
各支持部材15は、図2に示すように、ガイド機構19に昇降可能に取り付けられ、各サーボモータ18から図示しない動力伝達機構を介して駆動力を与えられ、個別に昇降する。本実施の形態では、支持部材15に、真空圧によって電子部品13の表面20(検査面以外の面S)を吸着して電子部品13を保持し、真空破壊により電子部品13を保持した状態を解除するノズルを採用している。なお、支持部材15を昇降させる駆動源は、サーボモータに限定されないのは言うまでもない。
複数の電子部品13を配置する面が鉛直に配置されたウエハ21の後側には、水平方向に進退可能なピン24が設けられ、支持機構23は、ウエハ21を位置調整して、ウエハ21から取り外す電子部品13を、ピン24の前方に配置する。ピン24の前方に配置された電子部品13を、以下、取り出し対象の電子部品13とも言う。
各ノズル25は、真空圧によって電子部品13の裏面29を吸着して電子部品13を保持し、真空破壊により電子部品13を保持した状態を解除することができる。
電子部品13を吸着して保持したノズル25は、ロータリー機構26の回転により移動して、保持している電子部品13を、支持部材15の下位置に配置する。
本実施の形態では、電子部品13が平面視して正方形であるが、外観検査装置10によって外観検査される電子部品は、平面視して、矩形でも、その他の形状でもよく、側面からリード線が延びている電子部品であってもよい。
第1の検査位置の近傍には、図1、図3に示すように、第1の検査位置で電子部品13が降下した状態で、電子部品13の側面11に対向して配置された照明手段31、及び、電子部品13の側面11aに対向して配置された照明手段31aが設けられている。
本実施の形態では、照明手段31、31a、32、32aに、水平方向に長く、発光部がLEDであるバー照明を採用している。照明手段31、31a、32、32aの各発光部は、幅方向(水平方向)の長さが、電子部品13の側面11、11a、12、12aの幅方向(電子部品13の厚み方向に直交する幅方向、水平方向)の長さよりそれぞれ長い。ここで、照明手段31、31a、32、32aはそれぞれ、他の周知の照明手段と同様に、発光部から発した光が様々な方向に進んで拡散する。
第1の検査位置の近傍には、図3に示すように、電子部品13の側面11と照明手段31の間に、ビームスプリッタ33が配置され、電子部品13の側面11aと照明手段31aの間に、ビームスプリッタ33aが配置されている。
ビームスプリッタ33(ビームスプリッタ33a、34、34aについても同じ)は、図3に示すように、結合された2つの三角プリズム35、36と、三角プリズム35、36の結合箇所に設けられた膜状のスプリット部37とを備えている。
そして、照明手段31から照射され三角プリズム35に入射した光の中には、電子部品13の側面11に対して斜めに進みながら側面11に到達する光も存在する。この点、照明手段31及び電子部品13を平面視した際にも同様であり、照明手段31から発せられた光には、電子部品13の側面11に対して垂直に進みながら側面11に到達するものもあれば、電子部品13の側面11に対して斜めに進んで側面11に到達するものもある。
従って、ビームスプリッタ33は、照明手段31が照射した光の一部を透過させて電子部品13の側面11に送り、電子部品13の側面11で反射した光の一部を反射して、電子部品13の側面11の外観を撮像手段14の画像に収めていると言える。
ビームスプリッタ33aも、ビームスプリッタ33と同様に、照明手段31aから照射された光の一部を透過させて電子部品13の側面11aに送り、電子部品13の側面11aで反射した光の一部を反射して、電子部品13の側面11aの外観を撮像手段14の画像に収める。照明手段31aから照射された光にも、電子部品13の側面11aに対して垂直に進んで側面11aに到達するものもあれば、斜めに進みながら側面11aに到達するものもある。
照明手段31からビームスプリッタ33に入射する光を制限して、撮像手段14に送られる光の一部を遮ることで、電子部品13の側面11の撮像画像が不鮮明になるのを抑制している。これは、遮光板39aについても同じである。照明手段32、32aの近傍にも、図4に示すように、遮光板39、39aがそれぞれ配置されている。
なお、遮光板39、39aは枠状に限定されず、他の形状であってもよい。そして、遮光板39、39aの代わりに、図3に示すように、ビームスプリッタ33、33aと撮像手段14の間に配される遮光板(遮光体の一例)40を用いて、撮像手段14に送られる光の一部を遮ってもよい。
演算機は、疵や欠け等がない良品の電子部品13の側面11、11aを撮像した画像から、外観上の異常の有無を検査するのに無視すべき外観パターンを予め記憶している。演算機は、その記憶している外観パターンを用いて、撮像手段14から取得した画像42から、電子部品13の側面11、11aの疵や欠け等の有無を判定する。
そして、撮像手段14aにも、撮像手段14に接続された演算機が接続され、演算機は電子部品13の側面12、12aについても、側面11、11aに対するのと同様の手法で、疵や欠け等の判定を行う。
遮光部43の上方には、各種部品が配されているため、仮に、遮光部43がない場合、ビームスプリッタ33から上方に出た光によって照らされたそれら部品の像が、電子部品13の側面11を撮像している撮像手段14の画像内に収められることになる。因って、遮光部43は、撮像手段14に電子部品13の側面11以外の物体が写り込むのを防止している。
本実施の形態では、目標座標(特定のXYZ座標)において、電子部品13の側面11、11a、12、12aを目標角度位置(特定の角度位置)に配置して、照明手段31、31a、32、32aそれぞれの輝度及び配置が調整される。電子部品13の側面11、11a、12、12aそれぞれに、目標座標、及び、目標角度位置が存在し、本実施の形態においては、電子部品13の側面11、11a、12、12aをそれぞれ鉛直に配置した状態が、電子部品13の側面11、11a、12、12aをそれぞれ目標角度位置に配置した状態を意味する。
照明手段31の輝度や、照明手段31の配置等になされた各調整は、外観検査を行う電子部品13が別の種類や大きさの電子部品に変わるまで、原則、変更されず、固定された状態で、電子部品13の側面11の外観検査が、順次、行われる。このため、各電子部品13の側面11の外観検査を行う際には、電子部品13の側面11が、目標座標において、目標角度位置に正確に配置されるのが好ましい。
そして、電子部品13は、支持部材15によって保持される表面20に対して側面11が垂直な位置関係にあることを前提に、第1の検査位置での側面11の角度位置が調整されている。即ち、電子部品13は、表面20を基準にして位置決めされる。
そこで、電子部品の配置角度に起因する電子部品の側面に対する照明環境のばらつきを効果的に抑制可能な条件が、試行錯誤の繰り返しにより検証された。
これは、距離Lを50mm以下に保つことで、光の拡散箇所で拡散した光が様々な角度で電子部品の側面に到達してその側面を照らすためと考えられる。
更に、距離Lを30mm未満にすることで、より効果的に、照明環境のばらつきが抑制できることも確認された。
第2の検査位置に配された電子部品13においても、電子部品13の側面12と照明手段32の距離、及び、電子部品13の側面12aと照明手段32aの距離を30mm未満にしている。
このことから、本実施の形態では、第1の検査位置において目標角度位置に配置された側面11、11aを基に行った照明手段31、31aの輝度と側面11、11aに対する照明手段31、31aそれぞれの配置の各調整を維持した状態で、実質的に目標角度位置に配置された側面11、11aの外観検査に加え、目標角度位置に対して傾斜している側面11、11aの外観検査も行うことになる。
本実施の形態では、側面11、11a、12、12aが目標角度位置に対して±3°の範囲で傾斜している電子部品13に対して、外観検査を行っているが、±5°の範囲で傾斜している電子部品に対しても外観検査の精度が実質的に低下しないことを確認している。
そして、ソーター44の下流側には、電子部品13をテーピングに収容するテーピングユニット45が配置されている。なお、図1においては、テーピングユニット45の上方にあるサーボモータ18の記載が省略されている。
外観検査装置10の変形例である外観検査装置は、図7に示すように、電子部品13の側面11に対向して配置され、照明手段51が照射した光を拡散するアクリル板(拡散手段の一例)52を備えている。なお、外観検査装置10の変形例である外観検査装置において、外観検査装置10と同じ構成は、外観検査装置10と同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
電子部品13の側面11とアクリル板52の距離は50mm以下であり、本実施の形態では、30mm未満である。
照明手段51は、電子部品13の側面11までの距離が50mmを超えた位置に設けられ、アクリル板52に向かって光を照射する。なお、照明手段51は、必ずしも、電子部品13の側面11に対向して配置されている必要はない。
アクリル板52a及び照明手段51aと電子部品13の側面11aとの関係や、その他のアクリル板及び照明手段とそれに対応する電子部品13の側面(側面12、12a)との関係は、アクリル板52及び照明手段51と電子部品13の側面11との関係と同じである。
例えば、ビームスプリッタは、2つの三角プリズムを結合したものである必要はなく、一方の面がコーティングされた板状のものであってもよい。
また、電子部品の4つの側面を、2つの検査位置に分けて外観検査する必要はなく、1つの検査位置の近傍に4つのビームスプリッタと4つの照明手段を配置して、電子部品の4つの側面の外観検査を一箇所で行うようにしてもよい。
そして、照明手段はバー照明に限定されない。
更に、電子部品の側面と照明手段の距離は、50mm以下であれば、30mm以上であってもよい。
また、電子部品の表面や裏面の外観検査を行うユニットや、電子部品の位置補正を行うユニットを設けてもよい。
Claims (12)
- 電子部品の側面である検査面を、照明手段で照らし、撮像手段によって撮像して外観検査を行う外観検査装置において、
前記照明手段は、前記検査面に対向して配置され、
前記検査面と前記照明手段の間に配置され、前記照明手段が照射した光の一部を透過させて前記検査面に送り、該検査面で反射した光の一部を反射して、前記検査面の外観を前記撮像手段の画像に収めるビームスプリッタを備え、
前記照明手段が照射する光は拡散して、前記ビームスプリッタに入射することを特徴とする外観検査装置。 - 請求項1記載の外観検査装置において、前記検査面と前記照明手段との距離は30mm未満であることを特徴とする外観検査装置。
- 電子部品の側面である検査面を、照明手段で照らし、撮像手段によって撮像して外観検査を行う外観検査装置において、
前記検査面に対向して配置され、前記照明手段が照射した光を拡散する拡散手段と、
前記検査面と前記拡散手段の間に配置され、前記拡散手段が拡散した光の一部を透過させて前記検査面に送り、該検査面で反射した光の一部を反射して、前記検査面の外観を前記撮像手段の画像に収めるビームスプリッタとを備えることを特徴とする外観検査装置。 - 請求項3記載の外観検査装置において、前記検査面と前記拡散手段との距離は30mm未満であることを特徴とする外観検査装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の外観検査装置において、目標角度位置に配置された前記検査面を基に行った前記照明手段の輝度と前記検査面に対する前記照明手段の配置の各調整を維持した状態で、前記目標角度位置に対して傾斜している前記検査面の外観検査も行うことを特徴とする外観検査装置。
- 請求項5記載の外観検査装置において、前記検査面以外の面Sに接して前記電子部品を保持する支持部材を備え、前記電子部品は、前記面Sを基準にして位置決めされることを特徴とする外観検査装置。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の外観検査装置において、前記撮像手段に送られる光の一部を遮る遮光体を更に備えることを特徴とする外観検査装置。
- 請求項7記載の外観検査装置において、前記遮光体は、前記ビームスプリッタに入射する光の一部を遮ることを特徴とする外観検査装置。
- 請求項7記載の外観検査装置において、前記遮光体は、前記ビームスプリッタと前記撮像手段の間に配されることを特徴とする外観検査装置。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の外観検査装置において、前記照明手段から照射され、前記検査面の手前で前記ビームスプリッタによって反射させられた光の進行を遮る遮光手段を備えることを特徴とする外観検査装置。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の外観検査装置において、前記ビームスプリッタは、結合された2つの三角プリズムを備えることを特徴とする外観検査装置。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の外観検査装置において、前記照明手段の発光部の幅方向の長さは、前記検査面の幅方向の長さより長いことを特徴とする外観検査装置。
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